Felles Emitter (CE) forsterkere er designet for å produsere en stor utgangsspenning svinge fra en relativt liten inngangssignal spenning på bare et par millivolt og brukes hovedsakelig som «små signal forsterkere» som vi så i forrige tutorials.
noen ganger er det Imidlertid en forsterker er nødvendig for å drive store resistiv belastning som en høyttaler eller til å drive en motor i en robot, og for disse typer programmer hvor høy bytte strøm er nødvendig effektforsterkere er nødvendig.,
Den viktigste funksjonen til effektforsterker, som er også kjent som en «stor signalforsterker» er å levere kraft, som er produktet av spenning og strøm til lasten. I utgangspunktet en effektforsterker er også en spenning forsterker forskjellen var at lasten motstand koblet til utgang er relativt lav, for eksempel en høyttaler av 4Ω eller 8Ω noe som resulterer i høye strømmer som flyter gjennom collector til emitter.,
på Grunn av høy belastning strøm utgang transistor(s) brukes for effektforsterker utgang stadier som 2N3055 må ha høyere spenning og strøm aldersgrenser enn den alminnelige de brukes for lite signal forsterkere som BC107.
Siden vi er interessert i å levere maksimal strøm til lasten, mens forbruker minimum DC power mulig fra tilførsel vi er mest opptatt med «konvertering effektivitet» av forsterkeren.,
Imidlertid en av de viktigste ulempen med effektforsterkere og spesielt i Klasse A forsterker er at deres generelle konvertering effektivitet er svært lave så store strømmer bety at en betydelig mengde strøm er tapt i form av varme. Prosentvis effektivitet i forsterkere er definert som r.m.s. utgangseffekt borte i lasten delt på det totale DC power tatt fra energikildene som vist nedenfor.
effektforsterker Effektivitet
- Hvor:
- η% – er effektiviteten av forsterkeren.,
- Pout – er det forsterker utgangseffekt levert til lasten.
- Pdc – er DC power tatt fra levering.
For en effektforsterker det er svært viktig at forsterkere strømforsyningen er godt konstruert for å gi maksimal tilgjengelig kontinuerlig strøm til utgangssignalet.
Klasse A Forsterker
Den mest brukte typen av effektforsterker konfigurasjon er Klasse A-Forsterker., Klasse A-forsterker er den enkleste formen for makt forsterker som bruker en enkelt bytte transistor i standard felles emitter-krets konfigurasjon som vi har sett tidligere for å produsere en invertert utgang. Transistoren er alltid partisk «PÅ», slik at de utfører i løpet av en komplett syklus av inngangssignalet bølgeform å produsere minimal forvrengning og maksimal amplitude på utgangssignalet.,
Dette betyr da at Klasse A Forsterker konfigurasjon er den ideelle driftsmodus, fordi det kan være noen crossover eller slå-av-forvrengning til utgangsbølgeform selv under de negative halvdel av syklusen. Klasse A forsterker utgang stadier kan bruke en egen kraft transistor eller par av transistorer som er koblet sammen for å dele den høye belastningen gjeldende. Vurdere Klasse A forsterker nedenfor.
Single Stage Forsterker
Dette er den enkleste typen av Klasse A forsterker krets., Den bruker en single-ended transistor for sin utgangstrinn med resistiv last koblet direkte til Collector terminal. Når transistor slås «PÅ» den synker utgangsstrøm gjennom Solfangeren som resulterer i en uunngåelig spenningsfallet over Emitter motstand og dermed begrense de negative utgang evne.
effektiviteten av denne type krets er svært lave (mindre enn 30%) og leverer lite strøm utganger for en stor belastning på DC-strømforsyning., En Klasse A forsterker scenen passerer den samme lasten strøm selv når ingen inngangssignal er brukt så store heatsinks er nødvendig for produksjon transistorer.
Imidlertid en annen enkel måte å øke den nåværende håndtering kapasitet i kretsen mens på samme tid å få en større kraft gevinst er å erstatte én utgang transistor med en Darlington Transistor. Disse typer enheter er i utgangspunktet to transistorer i en enkelt pakke, en liten «pilot» transistor og en annen større «bytte» transistor., Den store fordelen med disse enhetene er at inngangsimpedans er passe stor, mens utgangsimpedans er relativt lav, og dermed redusere effekttap og derfor den varme innen slå enheten.
Darlington Transistor Konfigurasjoner
Den samlede gjeldende få Beta (β) eller hfe verdien av en Darlington enheten er et produkt av de to individuelle gevinster av transistorer multiplisert med hverandre og veldig høy β-verdier sammen med høy Collector strømmene er mulig i forhold til en enkelt transistor krets.,
for Å forbedre den fulle kraften effektiviteten av Klasse A forsterker det er mulig å utforme krets med en transformator som er koblet direkte i Collector krets for å danne en krets kalt en Transformator Kombinert Forsterker. Transformatoren forbedrer effektiviteten av-forsterkeren ved å matche impedans av belastningen med at av forsterkere ut med de viser forholdet ( n ) av transformator og et eksempel på dette er gitt nedenfor.,
Transformator-kombinert Forsterker
Som Samler gjeldende Ic er redusert til under hvilestrøm Q-punkt satt opp av base bias spenning, på grunn av variasjoner i basen gjeldende, magnetiske fluks i transformatoren core kollapser forårsaker en indusert emf i trafo primær viklinger. Dette fører til en umiddelbar collector spenningen til å stige til en verdi av to ganger nettspenning 2Vcc gir en maksimal collector strøm av to ganger Ic når Samleren spenningen er på sitt minimum., Deretter effektiviteten av denne type Klasse A forsterker konfigurasjon kan beregnes som følger.
r.m.s. Collector spenning er gitt som:
r.m.s. Collector gjeldende er gitt som:
r.m.s., Kraft levert til lasten (Pac) er derfor gitt ved:
Den gjennomsnittlige strøm fra strømforsyningen (Pdc) er gitt ved:
og derfor effektiviteten av en Transformator-kombinert Klasse A forsterker er gitt som:
En transformator forbedrer effektiviteten av-forsterkeren ved å matche impedans av belastningen med at av forsterkere utgangsimpedans., Ved hjelp av en output eller signal transformator med en egnet viser forholdet, klasse-A forsterker effektiviteten nå 40% er mulig med de fleste kommersielt tilgjengelige Klasse A-type effekt-forsterkere blir av denne type konfigurasjon.
Imidlertid transformatoren er en induktiv enheten på grunn av sin viklinger og kjernen slik bruk av induktiv komponenter i forsterker bytte kretser er best unngås på som noe tilbake emf er generert kan skade transistor uten tilstrekkelig beskyttelse.,
Også en annen stor ulempe med denne type trafo kombinert klasse A forsterker er den ekstra kostnader og størrelse på lyd transformator nødvendig.
Den type «Klasse» eller klassifisering som en forsterker er gitt virkelig avhenger av ledningsforstyrrelser vinkel, den delen av 360o av input bølgeform syklus, der transistor er å gjennomføre. I Klasse A forsterker den ledende vinkel er en full 360o eller 100% av input-signalet, mens i andre forsterker klasser transistor gjennomfører i løpet av en mindre conduction vinkel.,
Det er mulig å oppnå større effekt og effektivitet enn for Klasse A-forsterker ved hjelp av to komplementære transistorer i utgangstrinn med en transistor er en NPN-eller N-kanal type, mens den andre transistor er en PNP-eller S-kanal (komplement) type koblet i det som er kalt et «push-pull» – konfigurasjon.
Denne typen power forsterker konfigurasjon er vanligvis kalt et Klasse B Forsterker og er en annen type lyd forsterker som vi vil se på i neste tutorial.,
– >
